Wymagania funkcjonalne nowoczesnego systemu monitorowania minikoparki

Wraz z coraz powszechniejszym stosowaniem systemów monitorowania w minikoparkach rosną wymagania dotyczące interakcji człowiek–maszyna–informacja. Projektując nowoczesny elektroniczny system monitorowania minikoparki, należy uwzględnić nie tylko jego funkcje, lecz także przemyślaną konstrukcję, uniwersalność i łatwość obsługi. Poszczególne zagadnienia techniczne wymagają szczegółowego opracowania — w przeciwnym razie podczas eksploatacji mogą pojawić się różnorodne problemy. Dobrze zaprojektowana architektura systemu ułatwia programistom dodawanie nowych funkcji, operatorom obsługę maszyny, a serwisantom lokalizowanie nieprawidłowości i usterek. Pozwala też właścicielom minikoparek na bieżąco kontrolować sposób użytkowania sprzętu.

Wymagania funkcjonalne nowoczesnych systemów monitorowania

Nowoczesne systemy monitorowania składają się zazwyczaj z wejść sygnałowych (np. sygnałów analogowych i sygnałów przełączających), modułów przetwarzania sygnałów, sterowników, monitorów i elementów wykonawczych. Ze względu na trudne warunki pracy, złożone zadania, częstą konserwację i nieuniknione awarie minikoparek hydraulicznych system monitorowania powinien zapewniać następujące funkcje:

(1) Gromadzenie danych

System powinien gromadzić sygnały informujące o stanie pracy minikoparki hydraulicznej, takie jak temperatura płynu chłodzącego silnika, wilgotność oleju hydraulicznego, poziom paliwa, sygnał przełącznika alarmowego filtra powietrza, napięcie akumulatora czy sygnał podgrzewania wstępnego. Wykorzystywane są przede wszystkim sygnały analogowe, sygnały przełączające i sygnały PWM.

(2) Komunikacja magistralowa

Jako część elektronicznego układu sterowania w systemie mechatronicznym system monitorowania musi komunikować się ze sterownikiem głównym i platformą zdalnego monitorowania GPS. We współczesnych elektronicznych układach sterowania sterownik główny i moduł komunikacji GPS korzystają z magistrali, dlatego system monitorowania również musi obsługiwać komunikację magistralową.

(3) Interakcja człowiek–maszyna

System monitorowania umożliwia operatorowi przeglądanie informacji o pracy maszyny na wyświetlaczu. Powinien on zapewniać dobry kąt widzenia i regulację jasności, dostosowywać się do różnych warunków oświetleniowych oraz wyświetlać komunikaty alarmowe. Interfejs powinien być czytelny i elastyczny, a jego odświeżanie — niezauważalne dla użytkownika. Wskazania na zestawie wskaźników powinny być prawidłowe. Możliwość wyboru języka interfejsu ułatwia obsługę minikoparki. System powinien też obsługiwać przyciski, za pomocą których operator może wykonywać różne czynności, takie jak przełączanie minikoparki między wysoką i niską prędkością, włączanie automatycznego biegu jałowego czy kalibracja parametrów.

Ze względu na gabaryty minikoparek system monitorowania powinien obsługiwać wejście wideo z kamery cofania i wyjście obrazu. Dzięki temu operator może lepiej dostrzec przeszkody w martwym polu, ocenić otoczenie i zwiększyć bezpieczeństwo pracy.

(4) Odpowiednia pojemność pamięci systemu monitorowania

System monitorowania powinien zapisywać interfejsy, teksty, parametry pracy i historię usterek. Dane należy przechowywać w pamięci nieulotnej. Pamięć systemu powinna być zaprojektowana racjonalnie, zapewniać wysokie wykorzystanie pojemności i niezawodne działanie.

(5) Łatwa aktualizacja oprogramowania systemowego

Warunki pracy minikoparki hydraulicznej bywają złożone, a na placu budowy nie zawsze można zdemontować i ponownie zamontować urządzenia. Dlatego nowoczesne systemy monitorowania powinny umożliwiać zdalną aktualizację oprogramowania za pośrednictwem platformy zdalnego monitorowania. Jeśli warunki na to pozwalają, aktualizację można również przeprowadzić na miejscu. Tradycyjna aktualizacja przez przewodowe połączenie wymaga demontażu sprzętu i nie odpowiada potrzebom nowoczesnych systemów elektronicznego monitorowania. Potrzebna jest więc wygodniejsza metoda aktualizacji oprogramowania.

(6) Rejestrowanie i przechowywanie usterek, wyświetlanie komunikatów oraz alarmy dźwiękowe i świetlne. Awarie minikoparek hydraulicznych są nieuniknione, dlatego system powinien ostrzegać operatora i wskazywać wymagane działania. Komunikat tekstowy może bezpośrednio wskazać miejsce usterki, ułatwiając serwisantom jej usunięcie. Odczyt zapisanej historii usterek pozwala ustalić ich przyczyny, przeprowadzić dalszą diagnostykę i rozwiązać problem. Alarmy mogą być jednocześnie przesyłane na zdalną platformę monitorowania, dzięki czemu jej operatorzy mogą na bieżąco sprawdzać warunki pracy minikoparki i podejmować odpowiednie działania.

(7) Zdalne blokowanie minikoparki na trzech poziomach. W przypadku nieprawidłowego użytkowania minikoparki hydraulicznej system monitorowania, na podstawie poleceń przesyłanych z platformy, ustala, czy maszyna pracuje, i może zastosować blokadę I, II lub III stopnia. Pozwala to skuteczniej nadzorować wynajęte maszyny i ograniczać nieprawidłowe praktyki na rynku wynajmu minikoparek.

(8) Odporność na zakłócenia

Minikoparka hydrauliczna jest zasilana z akumulatora, dlatego podczas uruchamiania i zatrzymywania mogą występować przejściowe skoki napięcia. Na prawidłowe działanie systemu monitorowania mogą wpływać również zakłócenia elektrostatyczne i elektromagnetyczne. Projekt sprzętowy systemu musi zatem uwzględniać ochronę przed zakłóceniami elektromagnetycznymi.